CN101214633A - 对镁合金试样进行表面形变强化处理的喷丸机 - Google Patents

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Abstract

一种材料加工处理技术领域的装置,具体是一种对镁合金试样进行表面形变强化处理的喷丸机,包括:主机喷砂***、上旋风分离***、除尘***、空气压缩***、电气***,上旋风分离***置于主机喷砂***上端,上旋风分离***的下部与主机喷砂***相通,上部与除尘***相连,除尘***置于主机喷砂***外侧,除尘***的进气口以及主机喷砂***的进气口均与空气压缩***相连,电气***与主机喷砂***、上旋风分离***、除尘***、空气压缩***均相连。本发明装卡和拆卸轴类试样方便,产生的喷丸强度范围广,喷丸效果均匀性好,且能防止污染。

Description

对镁合金试样进行表面形变强化处理的喷丸机
技术领域
本发明涉及一种材料加工处理技术领域的装置,具体是一种对镁合金试样进行表面形变强化处理的喷丸机。
背景技术
疲劳断裂一直是机械零件和工程构件破坏的最主要的形式。在航空航天、造船、化工机械、交通运输、工程机械等领域中,约有50~90%以上的结构强度破坏是由疲劳破坏造成的。镁合金作为一种发展潜力很大的金属材料,疲劳性能的改善有利于扩大其应用领域。众所周知,喷丸处理是常用的提高镁合金疲劳强度和疲劳寿命的方法,但在对镁合金轴类标准试样进行喷丸处理时,还存在以下几个问题:一,如何夹持轴类试样?二,喷丸后试样表面状态的均匀性是衡量喷丸效果的重要指标,那么,如何提高喷丸均匀性?三,喷丸处理中引入的杂质会降低处理后镁合金的腐蚀性能,如何防止或减少杂质对镁合金试样的污染?四,由于镁合金材料的最佳喷丸强度较小,常规喷丸机很难达到要求,如何得到符合要求的喷丸强度?
经对现有技术的文献检索发现,中国发明专利号为03822331.7,公开号为CN1681623,该专利提供了一种喷丸装置,该装置的载气压力可以小到0.1MPa,但对于如何夹持轴类工件等问题均没有涉及;中国实用新型专利号200520114816.3,专利授权公告号为CN2863267Y,该专利提供了一种高架龙门式喷枪移动装置,包括主要有龙门式衍架或箱式立柱和横梁构成的高架平台,高架平台上设有可以水平移动的小车,小车上固定安装有若干支架,且支架带有竖向导轨以及与竖向导轨移动该装置的喷枪夹持器,喷枪夹持器设有驱动其升降移动的升降电机,该装置的不足之处是体积过大,结构复杂,喷枪不能水平往复移动,移动速度也是不可调的,所以无法保证镁合金喷丸效果的均匀性,另外在喷丸过程中对材料特别是有色金属材料污染的保护也未提及。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足,提供了一种对镁合金试样进行表面形变强化处理的喷丸机,使其方便地夹持镁合金轴类试样,有效防止铁等杂质对试样表面的污染,提高试样表面喷丸的均匀性,拓宽喷丸强度范围,从而使镁合金试样得到最佳喷丸效果。
本发明是通过如下技术方案实现的,本发明包括:主机喷砂***、上旋风分离***、除尘***、空气压缩***、电气***,其中,上旋风分离***置于主机喷砂***上端,上旋风分离***的下部与主机喷砂***相通,上部与除尘***相连,除尘***置于主机喷砂***外侧,除尘***的进气口以及主机喷砂***的进气口均与空气压缩***相连,电气***与主机喷砂***、上旋风分离***、除尘***、空气压缩***相连。
所述主机喷砂***,包括试样夹持工具、试样转动机构、喷枪移动机构、喷枪、机体、筛板和集砂斗,连接关系为:待喷丸试样固定在试样夹持工具中,试样夹持工具设置在试样转动机构上,试样转动机构固定在机体上,机体内部沿截面方向设有筛板,筛板下面设有集砂斗,喷枪位于待喷丸试样上端并固定在喷枪移动机构上。
所述喷枪为碳化硼材料,喷枪外侧设有外套,外套为聚氨酯。
所述机体和集砂斗,其外表面喷塑。
所述试样夹持工具,包括平头定位螺钉、标准归零样品、套管夹头、定位连接柱、尖头夹紧螺钉、连接螺母、塑料套管、分度卡盘,连接关系为:定位连接柱一端通过连接螺母与试样转动机构连接,尖头夹紧螺钉连接定位连接柱的凹槽与套管夹头上的螺孔,将定位连接柱固定在套管夹头的一端,定位连接柱另一端与标准归零样品相接触,平头定位螺钉通过套管夹头前端的螺孔,将标准归零样品置于套管夹头另一端,套管夹头、定位连接柱、连接螺母均置于塑料套管内部,分度卡盘凹面与套管夹头外表面靠紧,分度卡盘的中心孔与平头定位螺钉对准,可保证试样受喷均匀。
所述试样转动机构,包括转动电机、转动轴、皮带和轮子,其中,转动轴一端与试样夹持工具的塑料套管相连,另一端水平固定在机体上并通过皮带和轮子与转动电机相连。
所述喷枪移动机构,包括移动电机、丝杆、光杠、限位开关、轴承、滚轮、三角轨道和枪架,其中:移动电机固定在机体顶部,丝杆水平固定在移动电机上并通过轴承与光杠交叉连接起来,光杠两端安装两个滚轮,滚轮下面是两排与丝杆平行的三角轨道,三角轨道两端固定两个限位开关,枪架固定于光杠上,并可随光杠做匀速水平往复移动。
所述上旋风分离***,包括旋风分离器、机架、除尘管、输料管、流量控制阀、入口管道,其中,旋风分离器通过机架固定在机体顶部,旋风分离器内部有一个储料箱,储料箱设有三个开口,即上部开口、下部开口、中间出口,上部出口通过除尘管与置于主机喷砂***外侧的除尘***相连,下部开口通过输料管连接在喷枪上,中间出口通过安装有流量控制阀的入口管道与主机喷砂***的集砂斗相连。
所述旋风分离器的内外表面喷塑,机架的外表面喷塑。
所述除尘***,包括除尘袋、中压风机、集尘斗、震打气缸及换向阀、进气控制阀,其中,中压风机置于整个除尘***的上端,震打气缸位于中压风机下方,除尘袋上端悬挂在震打气缸上,除尘袋下方开有排灰口与集尘斗相连,而换向阀一端与震打气缸相连,另一端通过空气过滤器与空气压缩***相连,中压风机下端有一个进气控制阀。
所述中压风机,包括除尘电机、蜗壳、出风口及旋流转子,其中:除尘电机位于中压风机的上端,除尘电机下方设有蜗壳,出风口位于蜗壳下方,出风口向下,旋流转子位于蜗壳之中并由除尘电机驱动。
所述电气***,包括:空气过滤器、压力表、调压阀、电控箱、开关按钮及电机调频器,其中,空气过滤器设置在机体上,空气过滤器的压缩空气入口与空气压缩***相连,空气过滤器有两个出口,分别与带有压力表的调压阀和除尘***的换向阀相连,调压阀与主机喷砂***的喷枪相连,开关按钮分别与电源、除尘电机、转动电机、移动电机、喷枪相连,电机调频器分别与转动电机和移动电机相连,开关按钮和电机调频器置于电控箱中。
所述空气压缩***是空压机,空压机的出气口通过导气管连接在电气***的空气过滤器上。
本发明工作时,利用空气压缩***中的空压机提供的压缩空气在喷枪内高速流动形成负压产生的引射作用,将旋风分离器内的弹丸通过喷砂管吸入喷枪内,然后随压缩空气由喷嘴高速喷出,同时利用试样转动机构和喷枪移动机构实现镁合金轴类标准试样的匀速转动和喷枪的水平往复移动,以实现对镁合金试样的均匀喷丸处理,喷出后的弹丸,落入集尘斗内,被除尘***的中压风机吸回旋风分离器内,将好的弹丸和不能使用的弹丸或粉尘自动分离,然后好的弹丸落入旋风分离器储料箱内循环使用,不能使用的弹丸或粉尘则被吸入到除尘***中的除尘袋中。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明利用设计的夹具夹持试样,能够有效保证试样与转动轴的同心度和平行度,并能完全防止铁等杂质对镁合金试样的污染;利用试样转动机构使试样匀速转动,并且转动速度是可调的;利用喷枪移动机构带动喷枪做匀速水平往复移动,喷枪与试样轴向之间的夹角任意可调;通过储料箱、输料管及喷枪位置的设定可使弹丸在很小负压甚至没有负压的条件下从储料箱中流出并喷射到试样表面,能得到最小为0.05mmN的喷丸强度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的后视图;
图3是本发明的除尘***后视图;
图4是本发明的喷丸***局部结构示意图;
图5是本发明的试样夹持工具结构示意图;
图6是本发明的分度卡盘示意图。
在上述附图中,1-喷枪,2-试样夹持工具,3-转动电机,4-转动轴,5-移动电机,6-丝杆,7-光杠,8-限位开关,9-轴承,10-滚轮,11-机体,12-筛板,13-集砂斗,14-枪架,15-平头定位螺钉,16-标准归零样品,17-套管夹头,18-定位连接柱,19-尖头夹紧螺钉,20-连接螺母,21-塑料套管,22-分度卡盘,23-旋风分离器,24-机架,25-电控箱,26-调压阀,27-中压风机,28-旋流转子,29-除尘电机,30-出风口,31-除尘袋,32-震打气缸,33-换向阀,34-排灰口,35-集尘斗,36-入口管道,37-流量控制阀,38-压缩空气入口,39-空气过滤器,40-进气控制阀,41-试样,42-皮带,43-轮子,44-蜗壳,45-三角轨道,46-压力表,47-除尘管、48-输料管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本实施例包括:主机喷砂***、上旋风分离***、除尘***、空气压缩***、电气***,其中,上旋风分离***置于主机喷砂***上端,上旋风分离***的下部与主机喷砂***相通,上旋风分离***的上部与除尘***相连,除尘***置于主机喷砂***外侧,除尘***的进气口以及主机喷砂***的进气口均与空气压缩***相连,电气***与主机喷砂***、上旋风分离***、除尘***、空气压缩***均相连。
如图1、2、4所示,所述主机喷砂***,包括试样夹持工具2、试样转动机构、喷枪移动机构、喷枪1、机体11、筛板12和集砂斗13,其中,待喷丸的试样41固定在试样夹持工具2里,试样夹持工具2设置在试样转动机构上并可在转动机构的带动下匀速旋转,试样转动机构中的转动轴4和转动电机3都水平安装在机体11上,机体11内部设有筛板12,筛板12下面设有集砂斗13,喷枪1位于待喷丸试样41上端并固定在喷枪移动机构上。
所述喷枪1为碳化硼材料,喷枪1外侧设有外套,外套为聚氨酯,喷枪1与试样41的距离为50~200mm连续可调。
所述机体11和集砂斗13,其外表面喷塑,内表面贴一层3mm的胶皮。
如图5、6所示,所述试样夹持工具2包括平头定位螺钉15、标准归零样品16、套管夹头17、定位连接柱18、尖头夹紧螺钉19、连接螺母20、塑料套管21、分度卡盘22,其中:定位连接柱18一端通过连接螺母20与试样转动机构连接,尖头夹紧螺钉19连接定位连接柱18的凹槽与套管夹头17上的螺孔,将定位连接柱18固定在套管夹头17的一端,定位连接柱18另一端与标准归零样品16相接触,平头定位螺钉15通过套管夹头17前端的螺孔,将标准归零样品16置于套管夹头17另一端,套管夹头17、定位连接柱18、连接螺母20均置于塑料套管21内部,分度卡盘22凹面与套管夹头17外表面靠紧,分度卡盘22的中心孔与平头定位螺钉15对准,可保证试样41受喷均匀。
所述试样转动机构,包括转动电机3、转动轴4、皮带42和轮子43,其中,转动轴4一端与试样夹持工具2的塑料套管21相连,另一端水平固定在机体11上并通过皮带42和轮子43与转动电机3相连。转动轴4在转动电机3带动下其转动速度视试样41喷丸效果可变频调节,调节范围为1-10转/秒。
所述喷枪移动机构,包括移动电机5、丝杆6、光杠7、限位开关8、轴承9、滚轮10、三角轨道45和枪架14,其中:移动电机5固定在机体11顶部,丝杆6水平固定在移动电机5上并通过轴承9与光杠7交叉连接起来,光杠7两端安装两个滚轮10,滚轮10下面是两排与丝杆6平行的三角轨道45,三角轨道45两端固定两个限位开关8,枪架14固定于光杠7上,并可随光杠7做匀速水平往复移动。
所述转动轴4,在转动电机3带动下其转动速度视试样喷丸效果可变频调节,调节范围为1~10转/秒。
所述光杆7或喷枪1,在移动电机5带动下其移动速度视试样喷丸效果可变频调节,调节范围为10~500mm/min。
所述上旋风分离***,包括旋风分离器23、机架24、除尘管47、输料管48、流量控制阀37、入口管道36,其中,旋风分离器23由3mm的冷轧钢板焊接而成,旋风分离器23通过机架24固定在机体11顶端,旋风分离器23内部有一个储料箱,储料箱设有三个开口,上部出口通过除尘管47与置于主机喷砂***外侧的除尘***相连,下部开口通过输料管48连接在喷枪1上,中间出口通过安装有流量控制阀37的入口管道36与主机喷砂***的集砂斗13相连。
所述旋风分离器23的内外表面喷塑,机架24的外表面喷塑。
如图3所示,所述除尘***,包括除尘袋31、中压风机27、集尘斗35、震打气缸32及换向阀33、进气控制阀40,其中,中压风机27置于整个除尘***的上端,震打气缸32位于中压风机27下方,除尘袋31上端悬挂在震打气缸32上,除尘袋31下方开有排灰口与集尘斗35相连,而换向阀33一端与震打气缸32相连,另一端通过空气过滤器39与空气压缩***相连,中压风机27下端有一个进气控制阀40。
所述中压风机27,包括除尘电机29、蜗壳44、出风口30及旋流转子28,其中:除尘电机29位于中压风机27的上端,除尘电机29下方设有蜗壳,出风口30位于蜗壳44下方,出风口30向下,旋流转子28位于蜗壳44之中并由除尘电机29驱动。
所述电气***,包括:空气过滤器39、压力表46、调压阀26、电控箱25、开关按钮及电机调频器,其中,空气过滤器39设置在机体11上,空气过滤器39的压缩空气入口38与空气压缩***相连,空气过滤器39由两个出口,分别与带有压力表46的调压阀26和除尘***的换向阀33相连,调压阀26与主机喷砂***的喷枪1相连,开关按钮包括电源开关、除尘电机开关、转动电机开关、移动电机开关和喷砂开关,分别与电源、除尘电机29、转动电机3、移动电机5、喷枪1相连,电机调频器包括两个,分别与转动电机3和移动电机5相连,开关按钮和电机调频器置于电控箱25中。
所述空气压缩***是空压机,空压机的出气口通过导气管连接在电气***的空气过滤器39上。
本实施例工作时,利用空气压缩***中的空压机提供的压缩空气经过空气过滤器39在喷枪1内高速流动形成负压产生的引射作用,将旋风分离器23内的弹丸通过输料管48吸入喷枪1内,然后随压缩空气由喷嘴高速喷出,喷枪1的负压大小可以由压力表46读出并可由调压阀26控制负压大小,同时转动电机3通过皮带42和轮子43带动转动轴4匀速旋转,通过试样夹持工具2固定在转动轴4的试样41也随着转动轴4匀速旋转,移动电机5带动丝杆6旋转,而通过轴承9与丝杆6交叉连接的光杠7可借助两端的滚轮10在三角轨道45上水平往复移动,并带动固定在光杠7上的枪架14以及固定在枪架14的喷枪1移动,试样转动机构和喷枪移动机构的合理配合实现了对试样41的均匀喷丸处理,而喷出后的弹丸,落入除尘***的集尘斗35内,除尘***的中压风机27将喷出的弹丸吸回旋风分离器23内,将好的弹丸和不能使用的弹丸或粉尘自动分离,然后好的弹丸落入旋风分离器23储料箱内循环使用,不能使用的弹丸或粉尘则被吸入到除尘***中的除尘袋31中,上述各装置的工作由电气***中的开关按钮控制实现。
本实施例的有益效果是:
1.本实施例试样夹持工具2装卡和卸载方便,能够有效保证试样与转动轴的同心度和平行度,并能完全防止铁等杂质对镁合金试样的污染;
2.试样41在试样转动机构的带动下做匀速转动,且转动速度可调;喷枪1在移动机构带动下做匀速水平往复移动,且移动速度可调,喷枪1与试样轴向之间的夹角任意可调,则可以提高试样表面喷丸的均匀性;
3.旋风分离器23、输料管48及喷枪1位置的设定可使弹丸在很小负压甚至没有负压的条件下从旋风分离器23中流出并喷射到试样表面,能得到最小为0.05mmN的喷丸强度,拓宽了喷丸强度范围,从而能使镁合金试样得到最佳喷丸效果;
4.本实施例的装置采用尼龙材料及喷塑,防止铁等杂质对镁合金试样的污染;
5.负压吸尘,该喷丸机无粉尘泄漏点。

Claims (10)

1.一种对镁合金试样进行表面形变强化处理的喷丸机,包括:上旋风分离***、除尘***、空气压缩***、电气***,其特征在于,还包括主机喷砂***,上旋风分离***置于主机喷砂***上端,上旋风分离***的下部与主机喷砂***相通,上部与除尘***相连,除尘***置于主机喷砂***外侧,除尘***的进气口以及主机喷砂***的进气口均与空气压缩***相连,电气***与主机喷砂***、上旋风分离***、除尘***、空气压缩***相连;
所述主机喷砂***,包括试样夹持工具、试样转动机构、喷枪移动机构、喷枪、机体、筛板和集砂斗,待喷丸试样固定在试样夹持工具中,试样夹持工具设置在试样转动机构上,试样转动机构固定在机体上,机体内部沿截面方向设有筛板,筛板下面设有集砂斗,喷枪位于待喷丸试样上端并固定在喷枪移动机构上。
2.根据权利要求1所述的对镁合金试样进行表面形变强化处理的喷丸机,其特征是,所述喷枪为碳化硼材料,喷枪外侧设有外套,外套为聚氨酯。
3.根据权利要求1所述的对镁合金试样进行表面形变强化处理的喷丸机,其特征是,所述机体和集砂斗,其外表面喷塑。
4.根据权利要求1所述的对镁合金试样进行表面形变强化处理的喷丸机,其特征是,所述试样夹持工具,包括平头定位螺钉、标准归零样品、套管夹头、定位连接柱、尖头夹紧螺钉、连接螺母、塑料套管、分度卡盘,定位连接柱一端通过连接螺母与试样转动机构连接,尖头夹紧螺钉连接定位连接柱的凹槽与套管夹头上的螺孔,将定位连接柱固定在套管夹头的一端,定位连接柱另一端与标准归零样品相接触,平头定位螺钉通过套管夹头前端的螺孔,将标准归零样品置于套管夹头另一端,套管夹头、定位连接柱、连接螺母均置于塑料套管内部,分度卡盘凹面与套管夹头外表面靠紧,分度卡盘的中心孔与平头定位螺钉对准,可保证试样受喷均匀。
5.根据权利要求1所述的对镁合金试样进行表面形变强化处理的喷丸机,其特征是,所述试样转动机构,包括转动电机、转动轴、皮带和轮子,其中,转动轴一端与试样夹持工具的塑料套管相连,另一端水平固定在机体上并通过皮带和轮子与转动电机相连。
6.根据权利要求1所述的对镁合金试样进行表面形变强化处理的喷丸机,其特征是,所述喷枪移动机构,包括移动电机、丝杆、光杠、限位开关、轴承、滚轮、三角轨道和枪架,其中:移动电机固定在机体顶部,丝杆水平固定在移动电机上并通过轴承与光杠交叉连接起来,光杠两端安装两个滚轮,滚轮下面是两排与丝杆平行的三角轨道,三角轨道两端固定两个限位开关,枪架固定于光杠上,并可随光杠做匀速水平往复移动。
7.根据权利要求1所述的对镁合金试样进行表面形变强化处理的喷丸机,其特征是,所述上旋风分离***,包括旋风分离器、机架、除尘管、输料管、流量控制阀、入口管道,其中,旋风分离器通过机架固定在机体顶部,旋风分离器内部有一个储料箱,储料箱设有三个开口,即上部开口、下部开口、中间出口,上部出口通过除尘管与置于主机喷砂***外侧的除尘***相连,下部开口通过输料管连接在喷枪上,中间出口通过安装有流量控制阀的入口管道与主机喷砂***的集砂斗相连。
8.根据权利要求1所述的对镁合金试样进行表面形变强化处理的喷丸机,其特征是,所述除尘***,包括除尘袋、中压风机、集尘斗、震打气缸及换向阀、进气控制阀,其中,中压风机置于整个除尘***的上端,震打气缸位于中压风机下方,除尘袋上端悬挂在震打气缸上,除尘袋下方开有排灰口与集尘斗相连,而换向阀一端与震打气缸相连,另一端通过空气过滤器与空气压缩***相连,中压风机下端有一个进气控制阀。
9.根据权利要求1所述的对镁合金试样进行表面形变强化处理的喷丸机,其特征是,所述电气***,包括:空气过滤器、压力表、调压阀、电控箱、开关按钮及电机调频器,其中,空气过滤器设置在机体上,空气过滤器的压缩空气入口与空气压缩***相连,空气过滤器有两个出口,分别与带有压力表的调压阀和除尘***的换向阀相连,调压阀与主机喷砂***的喷枪相连,开关按钮分别与电源、除尘电机、转动电机、移动电机、喷枪相连,电机调频器分别与转动电机和移动电机相连,开关按钮和电机调频器置于电控箱中。
10.根据权利要求1所述的对镁合金试样进行表面形变强化处理的喷丸机,其特征是,所述空气压缩***是空压机,空压机的出气口通过导气管连接在电气***的空气过滤器上。
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